(57)【要約】【課題】帯域低下やノイズ増加等を招くことなく、効率的に信号光を受光すること。【解決手段】信号光に対して透過性のある材料で形成した受光素子１０１の表裏両面に、第１および第２のレンズ１０５ａ、１０５ｂからの光を導く光路を形成することにより、受光素子１０１の表裏２倍の面積で受光することになるので、受光素子部の容量増加による帯域低下や、増幅器のノイズ増加等を招くことなく、極めて効率的に信号光を受光することが可能となる。【選択図】図１
2007135125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由空間を伝搬した光信号を受信する光空間伝送受信器であって、
前記光信号の波長に対して透過性のある材料の一主面付近に受光層を形成した受光素子と、
前記光信号を前記受光素子の材料の一主面方向から前記受光層の表面へ導く第１の光路と、
前記光信号を前記一主面以外の方向から前記受光素子の材料を透過して前記受光層の裏面へ導く第２の光路とを備えた光空間伝送受信器。
【請求項２】
前記第１の光路または第２の光路を透過させるための穴を設けた基材に、前記受光素子を実装した、
請求項１記載の光空間伝送受信器。
【請求項３】
少なくとも前記光信号の波長に対して透明な基材に、前記受光素子を実装した、
請求項１記載の光空間伝送受信器。
【請求項４】
前記材料の前記受光層側の面を、前記透明な基材と対向して実装し、前記第１の光路が、前記透明な基材を透過して形成された、
請求項３記載の光空間伝送受信器。
【請求項５】
前記受光素子の材料の前記受光層側の面と、前記透明な基材との間に、周囲と同じまたは異なる透明媒質の層を設けた、
請求項４記載の光空間伝送受信器。
【請求項６】
前記第１および第２の光路は、受光層表面までの第１の光路の光路長と、受光層裏面までの第２の光路の光路長を等しくした、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光空間伝送受信器。
【請求項７】
前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、周囲の媒質の屈折率がｎｏであり、前記第２の光路における周囲媒質中、および受光素子の材料中の経路長をそれぞれＬ２、ｔｄとするとき、前記第１の光路における周囲媒質中の経路長Ｌ１は、
ｎｏ×Ｌ１＝ｎｏ×Ｌ２＋ｎｄ×ｔｄ
とした、
請求項１または請求項２に記載の光空間伝送受信器。
【請求項８】
前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、前記透明な基材の屈折率がｎｇであるとき、前記第１の光路における前記透明な基材を透過する経路長ｔｇと、前記第２の光路における前記受光素子の材料中の経路長ｔｄを、
ｎｄ×ｔｄ＝ｎｇ×ｔｇ
とした、
請求項４または請求項５に記載の光空間伝送受信器。
【請求項９】
周囲の媒質の屈折率がｎｏ、前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、前記透明な基材の屈折率がｎｇであるとき、前記第１の光路における前記透明な基材を透過する経路長ｔｇと、前記第２の光路における前記受光素子の材料中の経路長ｔｄを、
（ｎｄ−ｎｏ）×ｔｄ＝（ｎｇ−ｎｏ）×ｔｇ
とした、
請求項４または請求項５に記載の光空間伝送受信器。
【請求項１０】
周囲の媒質の屈折率がｎｏ、前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、前記透明な基材の屈折率がｎｇであり、前記受光素子の材料の前記受光層側の面と前記透明な基材との間の前記透明媒質の層の屈折率がｎｓであるとき、前記第１の光路における前記透明な基材を透過する経路長ｔｇと前記受光素子の材料の前記受光層側の面と前記透明な基材との間の透明媒質の層の経路ｔｓと、前記第２の光路における前記受光素子の材料中の経路長ｔｄを、
（ｎｄ−ｎｏ）×ｔｄ＝（ｎｇ−ｎｏ）×ｔｇ＋２×ｎｓ×ｔｓ
とした、
請求項５に記載の光空間伝送受信器。
【請求項１１】
自由空間を伝搬した前記光信号の一部を反射する光学素子を設け、光学素子の反射光を前記受光素子の受光層に照射することにより前記第１または第２の光路を形成した
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光空間伝送受信器。
【請求項１２】
自由空間を伝搬した前記光信号の一部を反射する第１の光学素子を設け、前記第１の光学素子の反射光を前記受光素子の受光層に前記一主面方向から照射することにより前記第１の光路を形成し、自由空間を伝搬した前記光信号の他の一部を反射する第２の光学素子を設け、前記第２の光学素子の反射光を前記受光素子の受光層に前記一主面以外の方向から照射することにより前記第２の光路を形成した
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光空間伝送受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号、音声信号、デジタルデータ信号などの情報データを、光空間伝送送信器と光空間伝送受信器との間で、自由空間を介して光信号で伝送する光空間伝送システムにおける光空間伝送受信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光受信器としては、受信指向角を拡げたり、受光電力を大きくしたりする目的で複数の受光素子を使用しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。図６は、前記特許文献１に記載された従来の光空間伝送受信器を示すものである。
【０００３】
図６において、光空間伝送受信器１は、レンズ２の背面に複数の受光素子３ａ、３ｂ、３ｃを設けていた。この構成により、自由空間を伝搬した光信号をレンズ２で集光し、複数の受光素子３ａ〜ｃを用いることによって、受光素子面積を増加させ、受光電力の増大と受光指向角の拡大を図っていた。
【特許文献１】特開平５−３４４０７０号公報（第２−３頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の構成では、複数の受光素子で受光した信号を加算しなければならない。例えば、図７および図８は、受光した信号の加算を含めた増幅部の構成を示している。ただし、受光素子が２個の場合を例示しているが、図６のように受光素子が３個の場合も同様である。図７においては、複数の受光素子１３ａ、１３ｂを並列に接続し、合成電流を増幅器１４で増幅する構成である。一方、図８においては、複数の受光素子２３ａ、２３ｂそれぞれの出力電流を増幅器２４ａ、２４ｂで増幅した後に合成部２５で信号加算する構成である。
【０００５】
しかしながら、複数の受光素子を使用する図６に示したような従来の構成で、図７の信号加算部の構成を用いた場合、受光素子１３ａ、１３ｂの容量成分が加算されてしまう。このため、信号帯域が狭くなり、伝送光信号の高速化が困難になるという課題を有していた。また、図８の信号加算部の構成を用いた場合は、受光素子２３ａ、２３ｂからの受信信号が加算されるが、それと同時に増幅器２４ａ、２４ｂのノイズも加算されるため、受光素子複数化による受光面積増大の効果が十分に得られないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、受光素子の容量増加や増幅部の雑音加算などを引き起こさずに、受光面積を実質的に増大し、効率的な光信号の受信が可能な光空間伝送受信器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の第１の発明の光空間伝送受信器は、自由空間を伝搬した光信号の波長に対して透過性のある材料の一主面付近に受光層を形成した受光素子と、前記光信号を前記受光素子の材料の一主面方向から前記受光層の表面へ導く第１の光路と、前記光信号を前記受光素子の材料を透過して前記一主面以外の方向から前記受光層の裏面へ導く第２の光路とを備えた構成を有している。
【０００８】
上記第１の発明の光空間伝送受信器によれば、前記受光素子の表裏面を用いるので、実質的に２倍の受光面積で受光するに等しく、効率的な光信号の受信が可能となる。
【０００９】
また本発明の第２の発明の光空間伝送受信器は、第１の発明に従属する発明であって、前記第１の光路または第２の光路を透過させるための穴を設けた基材に、前記受光素子を実装した構成を有している。
【００１０】
上記第２の発明の光空間伝送受信器によれば、前記穴を通して基材側からも受光できるので、第１の発明の構成を容易に実現できる。
【００１１】
また本発明の第３の発明の光空間伝送受信器は、第１の発明に従属する発明であって、少なくとも前記光信号の波長に対して透明な基材に、前記受光素子を実装した構成を有している。
【００１２】
また本発明の第４の発明の光空間伝送受信器は、第３の発明に従属する発明であって、前記受光素子の材料の前記受光層側の面を、前記透明な基材と対向して実装し、前記第１の光路が、前記透明な基材を透過して形成された構成を有している。
【００１３】
また本発明の第４の発明の光空間伝送受信器は、第３の発明に従属する発明であって、前記受光素子の材料の前記受光層側の面と、前記透明な基材との間に、周囲と同じまたは異なる透明媒質の層を設けた構成を有している。
【００１４】
上記第３、第４および第５の発明の光空間伝送受信器によれば、透明な基材側からも受光できるので、第１の発明の構成を容易に実現できる。
【００１５】
また本発明の第６の発明の光空間信号伝送装置は、第１から第５のいずれかの発明に従属する発明であって、前記第１および第２の光路は、受光層表面までの第１の光路の光路長と、受光層裏面までの第２の光路の光路長を等しくした構成を有している。
【００１６】
上記第６の発明の光空間伝送受信器によれば前記第１および第２の光路から受光した信号の位相ずれを無くすことが可能となり、信号の劣化を抑制することができる。
【００１７】
また本発明の第７の発明の光空間信号伝送装置は、第１または第２のいずれかの発明に従属する発明であって、前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、周囲の媒質の屈折率がｎｏであり、前記第２の光路における周囲の媒質中、および受光素子の材料中の経路長をそれぞれＬ２、ｔｄとするとき、前記第１の光路における周囲の媒質中の経路長Ｌ１を、
ｎｏ×Ｌ１＝ｎｏ×Ｌ２＋ｎｄ×ｔｄ                        （式１）
とする構成を有している。
【００１８】
上記第７の発明の光空間伝送受信器によれば、前記第１および第２の光路の光路長を等しくすることができ、前記第１および第２の光路から受光した信号の位相ずれを無くすことが可能となるので、信号の劣化を抑制することができる。
【００１９】
また本発明の第８の発明の光空間信号伝送装置は、第４または第５のいずれかの発明に従属する発明であって、前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、前記透明な基材の屈折率がｎｇであるとき、前記第１の光路における前記透明な基材を透過する経路長ｔｇと、前記第２の光路における前記受光素子の材料中の経路長ｔｄを、
ｎｄ×ｔｄ＝ｎｇ×ｔｇ                                      （式２）
とする構成を有している。
【００２０】
上記第８の発明の光空間伝送受信器によれば、第１および第２の光路における周囲の媒質中の経路長を等しくすることにより、容易に前記第１および第２の光路の光路長を等しくすることができ、前記第１および第２の光路から受光した信号の位相ずれを無くすことが可能となるので、信号の劣化を抑制することができる。
【００２１】
また本発明の第９の発明の光空間信号伝送装置は、第４または第５のいずれかの発明に従属する発明であって、周囲の媒質の屈折率がｎｏ、前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、前記透明な基材の屈折率がｎｇであるとき、前記第１の光路における前記透明な基材を透過する経路長ｔｇと、前記第２の光路における前記受光素子の材料中の経路長ｔｄを、
（ｎｄ−ｎｏ）×ｔｄ＝（ｎｇ−ｎｏ）×ｔｇ                    （式３）
とする構成を有している。
【００２２】
また本発明の第１０の発明の光空間信号伝送装置は、第５の発明に従属する発明であって、周囲の媒質の屈折率がｎｏ、前記受光素子の材料の屈折率がｎｄ、前記透明な基材の屈折率がｎｇであり、前記受光素子の材料の前記受光層側の面と前記透明な基材との間の透明媒質の層の屈折率がｎｓであるとき、前記第１の光路における前記透明な基材を透過する経路長ｔｇと前記前記受光素子の材料の前記受光層側の面と前記透明な基材との間の透明媒質の層の経路ｔｓと、前記第２の光路における前記受光素子の材料中の経路長ｔｄを、
（ｎｄ−ｎｏ）×ｔｄ＝（ｎｇ−ｎｏ）×ｔｇ＋２×ｎｓ×ｔｓ    （式４）
とする構成を有している。
【００２３】
上記第９または第１０の発明の光空間伝送受信器によれば、透明な基材の面を基準として容易に前記第１および第２の光路の光路長を等しくすることができ、前記第１および第２の光路から受光した信号の位相ずれを無くすことが可能となるので、信号の劣化を抑制することができる。
【００２４】
また本発明の第１１の発明の光空間信号伝送装置は、第１から第１０のいずれかの発明に従属する発明であって、自由空間を伝搬した前記光信号の一部を反射する光学素子を設け、光学素子の反射光を前記受光素子の受光層に照射することにより前記第１または第２の光路を形成する構成を有している。
【００２５】
また本発明の第１２の発明の光空間信号伝送装置は、第１から第１０のいずれかの発明に従属する発明であって、自由空間を伝搬した前記光信号の一部を反射する第１の光学素子を設け、前記第１の光学素子の反射光を前記受光素子の受光層に前記一主面方向から照射することにより前記第１の光路を形成し、自由空間を伝搬した前記光信号の他の一部を反射する第２の光学素子を設け、前記第２の光学素子の反射光を前記受光素子の受光層に前記一主面以外の方向から照射することにより前記第２の光路を形成する構成を有している。
【００２６】
上記第１１または第１２の発明の光空間伝送受信器によれば、自由空間を伝搬した光信号を２つの光路に分岐して、それぞれ受光素子の表裏受光面に入射させることができ、実質的に２倍の受光面積で受光するに等しくなるので、効率的な光信号の受信が可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の光空間伝送受信器によれば、受光素子の表裏面を用いて受光できるので、受光素子の容量増加や増幅部の雑音加算などの引き起こさずに、受光面積を実質的に増大し、効率的な光信号の受信が可能な光空間伝送受信器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光空間伝送受信器１００の構成を示す側面断面図である。
【００３０】
図１において、光空間伝送受信器１００は、筐体１０６によって、下面に受光層１０２が形成された受光素子１０１と、受光素子１０１を実装した基材１０３と、第１および第２のレンズ１０５ａ、１０５ｂ、第１および第２の反射板１０４ａ、１０４ｂが固定された構成である。筐体１０６の内部は、一般には空気であるが、不活性ガスやその他の透明な媒質で充填されていても良く、それらを合わせて説明では周囲媒質と呼ぶことにする。
【００３１】
対向して配置された光空間伝送送信器（図示していない）から自由空間を伝搬して到来した信号光１１１は、その一部が第１のレンズ１０５ａにより収束光に変換され、反射板１０４ａで向きを変えられて基材１０３の方向に照射される。基材１０３には、信号光が透過するための穴１０３ａが設けられている。このため、基材１０３に照射された信号光は、基材１０３の穴を透過し、受光素子１０１下面の受光層１０２に到達する。このようにして、信号光１１１が受光層１０２に到達する第１の光路が形成される。
【００３２】
一方、信号光１１１の他の一部は第２のレンズ１０５ｂにより収束光に変換され、反射板１０４ｂで向きを変えられて受光素子１０２の上面に照射される。ここで、受光素子１０２は信号光に対して透過性のある材料で形成されているので、照射された信号光は受光素子１０１の材料中を透過し、下面の受光層１０２に到達する。このようにして、信号光１１１が受光層１０２に到達する第２の光路が形成される。なお、信号光に対して透過性のある受光素子材料としては、例えば１．２〜６μｍの波長の信号光に対しては、シリコン半導体を使用することができる。また、さらに短波長の信号光に対して透過性のある材料としては酸化亜鉛半導体等が知られている。
【００３３】
これにより、受光素子１０１の受光層１０２には、その表裏両面に対して、第１および第２の光路から光が照射される。受光層１０２の表裏両面の面積を使用するので、２倍の面積の受光素子で受光するに相当する効率的な受光が可能となる。その上、実際には受光層の面積は２倍となっていないので、受光素子１０１の容量が増加することはない。
【００３４】
また、受光した信号の増幅部は、図２のように、単純に増幅器１２４を接続するような構成とすることができる。単一の受光素子を使用しているだけであるため、図８のように複数の増幅部の出力を加算する必要もない。このため、増幅部のノイズが加算されることもなく受光面積増大の大きな効果が得られるのである。
【００３５】
なお、２つの光路を経由して信号光が受光素子に到達するに際して、２つの光路の光学的な光路長は同一であることが望ましい。光路長が異なると、位相の異なる信号が入射し、信号の劣化が生じるからである。図１に示した本発明の実施の形態１の構成に於いては、第１のレンズ１０５ａの出射端（図中の基準面）からの第１の光路における周囲媒質中の経路長をＬ１、第２のレンズ１０５ｂの出射端（図中の基準面）からの第２の光路における周囲媒質中および受光素子の材料中の経路長をそれぞれＬ２、ｔｄとし、受光素子の材料の屈折率をｎｄ、周囲媒質の屈折率をｎｏとするとき、
ｎｏ×Ｌ１＝ｎｏ×Ｌ２＋ｎｄ×ｔｄ                      （式１）
とすればよい。これにより、位相のほぼ一致した信号が、表裏両面から入射するので、信号の劣化もなく、効率的な受光が可能となる。
【００３６】
以上のように、かかる構成によれば、信号光に対して透過性のある材料で形成した受光素子１０１の表裏両面に、第１および第２のレンズ１０５ａ、１０５ｂからの光を導く光路を形成することにより、受光素子１０１の表裏２倍の面積で受光することになるので、受光素子部の容量増加による帯域低下や、増幅器のノイズ増加等を招くことなく、極めて効率的に信号光を受光することが可能となるのである。
【００３７】
なお、本実施の形態１に於いては、受光素子１０１の受光層１０２側に基材１０３を設けたが、受光層１０２の反対側に基材１０３を設けても良い。
【００３８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における光空間伝送受信器２００の構成を示す側面断面図である。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３９】
図３において、受光素子１０１は、信号光に対して透過性のある基材２０３に実装している。基材２０３としては、例えばガラスや透明セラミック等の基材を用いればよい。信号光に対して透過性のある基材２０３を用いることにより、基材２０３に穴を設ける必要もなく、本発明の実施の形態１と同様に、受光素子１０１の表裏両面に対して、第１および第２のレンズ１０５ａ、１０５ｂからの光を導く光路を形成することができる。これにより、効率的な受光が可能になると言う同様の効果が得られる。
【００４０】
なお、本実施の形態２においても、２つの光路を経由して信号光が受光素子に到達するに際して、２つの光路の光学的な光路長は同一であることが望ましい。図２に示した本発明の実施の形態２の構成に於いては、第１のレンズ１０５ａの出射端（図中の基準面）からの第１の光路における周囲媒質中および透過性のある基材２０３中の経路長をそれぞれＬ１、ｔｇ、第２のレンズ１０５ｂの出射端（図中の基準面）からの第２の光路における周囲媒質中および受光素子の材料中の経路長をそれぞれＬ２、ｔｄとし、基材２０３の屈折率をｎｇ、受光素子の材料の屈折率をｎｄ、周囲の媒質の屈折率をｎｏとするとき、
ｎｏ×Ｌ１＋ｎｇ×ｔｇ＝ｎｏ×Ｌ２＋ｎｄ×ｔｄ            （式５）
とすればよい。
【００４１】
また、さらに、
ｎｄ×ｔｄ＝ｎｇ×ｔｇ                                    （式２）
となるように、基材２０３や受光素子１０１の厚さを設定しておけば、第１および第２の光路における周囲媒質中の経路長Ｌ１、Ｌ２を等しくすればよいので、設計が容易になる。
【００４２】
あるいは、
（ｎｄ−ｎｏ）×ｔｄ＝（ｎｇ−ｎｏ）×ｔｇ                  （式３）
としておけば、第１および第２の光路における基材２０３の上面までの経路長を等しくすればよいので、基材２０３の上面を基準として、容易に設計できることになる。
【００４３】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における光空間伝送受信器３００の構成を示す側面断面図である。図４において、図１または図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４４】
図４において、受光素子１０１は、図３と同様に、信号光に対して透過性のある基材２０３に実装している。ただし、図３に示した本実施の形態２に於いては、受光素子１０１と透過性のある基材２０３とが、ほぼ密着して実装されていたが、図４に於いては、受光素子１０１が接合材３０７によって透過性のある基材２０３と間隙を持って実装され、透明媒質の層３０８が形成されている。接合材３０７は例えば金属バンプ等を用いれば、機械的な接合と共に電気的に接続することができる。受光素子１０１と基材２０３との間の透明媒質の層３０８を形成する媒質は、空気などの周囲媒質と同じ媒質の層でも良いし、あるいは周囲とは異なる透明の媒質の層であっても良い。
【００４５】
この構成により、本発明の実施の形態１および形態２と同様にして、受光素子１０１の表裏両面に対して、第１および第２のレンズ１０５ａ、１０５ｂからの光を導く光路を形成することができ、効率的な受光が可能になると言う効果が得られる。
【００４６】
また、受光素子１０１と基材２０３との透明媒質の層３０８の屈折率ｎｓが、受光素子の材料の屈折率ｎｄや基材２０３の屈折率をｎｇに近い材料を使用すれば、材料境界面での反射による損失などの悪影響を低減できる。
【００４７】
本実施の形態３においても、２つの光路を経由して信号光が受光素子に到達するに際して、２つの光路の光学的な光路長は同一であることが望ましい。図４に示した本発明の実施の形態３の構成に於いては、第１のレンズ１０５ａの出射端（図中の基準面）からの第１の光路における周囲媒質中および透過性のある基材２０３中および受光素子１０１と基材２０３との透明媒質の層３０８の経路長をそれぞれＬ１、ｔｇ、ｔｓ、第２のレンズ１０５ｂの出射端（図中の基準面）からの第２の光路における周囲媒質中および受光素子の材料中の経路長をそれぞれＬ２、ｔｄとし、基材２０３の屈折率をｎｇ、受光素子の材料の屈折率をｎｄ、受光素子１０１と基材２０３との透明媒質の層３０８の屈折率をｎｓ、周囲の媒質の屈折率をｎｏとするとき、
ｎｏ×Ｌ１＋ｎｇ×ｔｇ＋ｎｓ×ｔｓ＝ｎｏ×Ｌ２＋ｎｄ×ｔｄ            （式６）
とすればよい。
【００４８】
また、さらに、
ｎｄ×ｔｄ＝ｎｇ×ｔｇ＋ｎｓ×ｔｓ                                  （式７）
となるように、基材２０３や受光素子１０１の厚さ、受光素子１０１と基材２０３との透明媒質の層３０８の厚さを設定しておけば、第１および第２の光路における周囲媒質中の経路長Ｌ１、Ｌ２を等しくすればよいので、設計が容易になる。
【００４９】
あるいは、
（ｎｄ−ｎｏ）×ｔｄ＝（ｎｇ−ｎｏ）×ｔｇ＋２×ｎｓ×ｔｓ            （式４）
としておけば、第１および第２の光路における基材２０３の上面までの経路長を等しくすればよいので、基材２０３の上面を基準として、容易に設計できることになる。
【００５０】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における光空間伝送受信器４００の構成を示す側面断面図である。
【００５１】
図５において、光空間伝送受信器４００は、筐体４０６によって、右面に受光層４０２が形成された受光素子４０１と、受光素子４０１を実装した基材４０３と、レンズ４０５、反射板４０４が固定された構成である。
【００５２】
対向して配置された光空間伝送送信器（図示していない）から自由空間を伝搬して到来した信号光４１１は、その一部（図中（Ａ）部分）がレンズ４０５の一部（本実施の形態では外周付近）により収束光に変換され、反射板４０４で向きを変えられて受光素子４０２の右面に照射される。これにより、信号光４１１が受光層４０２に到達する第１の光路が形成される。
【００５３】
一方、信号光４１１の他の一部（図中（Ｂ）部分）はレンズ４０５の他の部分（本実施の形態では中央付近）により収束光に変換されて基材４０３の方向に照射される。基材４０３には、信号光が透過するための穴４０３ａが設けられている。このため、基材４０３に照射された信号光は、基材４０３の穴４０３ａを透過し、受光素子４０１左面に照射される。さらに、受光素子４０１は信号光に対して透過性のある材料で形成されているので、照射された信号光は受光素子４０１を透過し、右面の受光層４０２に到達する。このようにして、信号光４１１が受光層４０２に到達する第２の光路が形成される。
【００５４】
これにより、本発明の実施の形態４においても、実施の形態１〜３と同様、受光素子４０１の受光層４０２には、その表裏両面に対して、第１および第２の光路から信号光が照射される。受光層４０２の表裏両面の面積を使用するので、２倍の面積の受光素子で受光するに相当する、効率的な受光が可能となる。その上、実際には受光層の面積は２倍となっていないので、受光素子１０１の容量が増加することはない。また、単一の受光素子を使用しているだけであるため、図８のように複数の増幅部の出力を加算する必要もないので、増幅部のノイズが加算されることもなく受光面積増大の大きな効果が得られるのである。
【００５５】
また、本発明の実施の形態４においては、実施の形態１〜３のように、レンズおよび反射板を２個使用する必要がないので、簡単な構成で同様の効果が得ることが可能となる。
【００５６】
以上のように、かかる構成によれば、信号光に対して透過性のある材料で形成した受光素子４０１の表裏両面に、レンズ４０５からの光を導く光路を形成することにより、受光素子４０１の表裏２倍の面積で受光することになるので、受光素子部の容量増加による帯域低下や、増幅器のノイズ増加等を招くことなく、極めて効率的に信号光を受光することが可能となるのである。
【００５７】
なお、本実施の形態４においても、穴４０３ａを設けた基材４０３の代わりに、信号光に対して透過性のある基材を用いても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかる光空間伝送受信器は、受光素子部の容量増加による帯域低下や、増幅器のノイズ増加等を招くことなく、極めて効率的に信号光を受光できるという特徴を有し、自由空間を介して情報データを伝送する光空間伝送システム等として有用である。また映像信号や音声信号等の空間伝送やリモコン等の用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１における光空間伝送受信器の構成を示す側面断面図
【図２】本発明の実施の形態１における光空間伝送受信器の受光信号の増幅部の構成例を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２における光空間伝送受信器の構成を示す側面断面図
【図４】本発明の実施の形態３における光空間伝送受信器の構成を示す側面断面図
【図５】本発明の実施の形態４における光空間伝送受信器の構成を示す側面断面図
【図６】従来の光空間伝送受信器の構成図
【図７】従来の光空間伝送受信器の受光信号の増幅部の構成例を示すブロック図
【図８】従来の光空間伝送受信器の受光信号の増幅部の他の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００６０】
１００    光空間伝送受信器
１０１    受光素子
１０２    受光層
１０３    基材
１０４ａ，１０４ｂ    反射板
１０５ａ，１０５ｂ    レンズ
１０６    筐体
１２４    増幅器
２００    光空間伝送受信器
２０３    基材
３００    光空間伝送受信器
３０７    接合材
３０８    透明媒質の層
４００    光空間伝送受信器
４０１    受光素子
４０２    受光層
４０３    基材
４０４    反射板
４０５    レンズ
４０６    筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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